【技术实现步骤摘要】
一种零法拉第旋转等高线确定方法及系统
本专利技术涉及信号处理领域,特别是涉及一种零法拉第旋转等高线确定方法及系统。
技术介绍
法拉第旋转效应是指线极化电波在电磁场中传播时,会受电磁场影响而产生极化面相对入射波的旋转。法拉第旋转效应引起的偏转角度大小与信号频率、电离层电子密度以及传播路径长度有关。对于星载合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)而言,利用全极化数据可以实现法拉第旋转角的精确估计,进而利用估计的法拉第旋转角实现电子总量和闪烁相位的估计。然而当沿SAR信号传播方向上的地磁场强度为零时,法拉第旋转效应将消失,即法拉第旋转角为零。此时,无法再利用法拉第旋转角估计方法来反演电子总量和闪烁相位。而且当星载SAR照射区域位于零法拉第旋转角附近时,极化SAR系统的定位精度以及电子总量估计精度将难以满足极化SAR系统的设计要求。此外,在极化SAR系统定标时,若将定标器布置于零法拉第旋转角位置时,由于法拉第旋转效应消失,将有利于极化SAR系统误差的估计。因此,寻找星载SAR零法拉第旋转位置(即零 ...
【技术保护点】
1.一种零法拉第旋转等高线确定方法,其特征在于,包括:/n获取星载SAR系统参数和时间参数,所述星载SAR系统参数包括:地磁北极纬度、SAR卫星轨道倾角、SAR卫星在升轨穿越赤道时的时角、地球半径、SAR卫星轨道高度和SAR卫星工作视角;所述时间参数包括:世界时间起始时刻、时间步进量和世界时间结束时刻;/n获取循环变量i;/n利用所述世界时间起始时刻、所述循环变量和所述时间步进量确定当前世界时间变量;/n利用所述当前世界时间变量和所述地磁北极纬度确定地磁北极单位位置矢量;/n利用所述地磁北极单位位置矢量、所述SAR卫星工作视角、所述SAR卫星轨道倾角和所述SAR卫星在升轨穿 ...
【技术特征摘要】
1.一种零法拉第旋转等高线确定方法,其特征在于,包括:
获取星载SAR系统参数和时间参数,所述星载SAR系统参数包括:地磁北极纬度、SAR卫星轨道倾角、SAR卫星在升轨穿越赤道时的时角、地球半径、SAR卫星轨道高度和SAR卫星工作视角;所述时间参数包括:世界时间起始时刻、时间步进量和世界时间结束时刻;
获取循环变量i;
利用所述世界时间起始时刻、所述循环变量和所述时间步进量确定当前世界时间变量;
利用所述当前世界时间变量和所述地磁北极纬度确定地磁北极单位位置矢量;
利用所述地磁北极单位位置矢量、所述SAR卫星工作视角、所述SAR卫星轨道倾角和所述SAR卫星在升轨穿越赤道时的时角确定当前世界时间变量的SAR卫星纬度和SAR卫星经度;
利用所述SAR卫星纬度、所述SAR卫星经度、所述SAR卫星工作视角、所述地球半径和所述SAR卫星轨道高度确定零法拉第旋转角时地面照射目标的单位矢量;
利用所述零法拉第旋转角时地面照射目标的单位矢量分别确定当前世界时间变量的地面照射目标的纬度和经度;
判断所述当前世界时间变量是否小于所述世界时间结束时刻,得到第一判断结果;
若所述第一判断结果为是,则保存所述地面照射目标的纬度和经度,并令i=i+1,返回“获取循环变量i”;
若所述第一判断结果为否,则获取所有所述地面照射目标的纬度和经度,得到星载SAR零法拉第旋转等高线。
2.根据权利要求1所述的零法拉第旋转等高线确定方法,其特征在于,所述利用所述世界时间起始时刻、所述循环变量和所述时间步进量确定当前世界时间变量,具体包括:
利用所述世界时间起始时刻、所述循环变量和所述时间步进量,通过公式UT=UT0+i·△T,确定当前世界时间变量UT;
式中,UT0表示世界时间起始时刻,ΔT表示时间步进量。
3.根据权利要求1所述的零法拉第旋转等高线确定方法,其特征在于,所述利用所述当前世界时间变量和所述地磁北极纬度确定地磁北极单位位置矢量,具体包括:
利用所述当前世界时间变量通过公式确定当前世界时间变量的地磁北极经度
利用所述地磁北极经度和所述地磁北极纬度通过公式确定地磁北极单位位置矢量em;
式中,π表示圆周率;UT表示当前世界时间变量;表示UT=0时地磁北极的经度;θm表示地磁北极纬度。
4.根据权利要求3所述的零法拉第旋转等高线确定方法,其特征在于,所述利用所述地磁北极单位位置矢量、所述SAR卫星工作视角、所述SAR卫星轨道倾角和所述SAR卫星在升轨穿越赤道时的时角确定当前世界时间变量的SAR卫星纬度和SAR卫星经度,具体包括:
利用所述SAR卫星轨道倾角和所述SAR卫星在升轨穿越赤道时的时角,通过公式en=(sinψ0sinλ,-cosψ0sinλ,cosλ),计算SAR卫星轨道平面单位法向矢量en;
利用所述地球半径、所述SAR卫星轨道高度和所述SAR卫星工作视角,通过公式计算电离层穿越点处的地心角α;
利用所述地磁北极纬度、所述地磁北极经度、所述SAR卫星在升轨穿越赤道时的时角、所述SAR卫星轨道倾角、所述SAR卫星工作视角、所述地心角、所述SAR卫星轨道平面单位法向矢量和所述地磁北极单位位置矢量,通过公式确定当前世界时间变量的SAR卫星纬度θ;
利用所述SAR卫星在升轨穿越赤道时的时角、所述SAR卫星纬度和所述SAR卫星轨道倾角,通过公式确定当前世界时间变量的SAR卫星经度
式中,ψ0表示SAR卫星在升轨穿越赤道时的时角;λ表示SAR卫星轨道倾角;R0表示地球半径;H表示SAR卫星轨道高度;Hiono表示电离层等效高度;θL表示SAR卫星工作视角;τ表示第二过程变量,D表示第一过程变量,θm表示地磁北极纬度;表示地磁北极经度;en·em表示地磁北极单位位置矢量em与SAR卫星轨道平面单位法向矢量en的点积。
5.根据权利要求4所述的零法拉第旋转等高线确定方法,其特征在于,所述利用所述SAR卫星纬度、所述SAR卫星经度、所述SAR卫星工作视角、所述地球半径和所述SAR卫星轨道高度确定零法拉第旋转角时地面照射目标的单位矢量,具体包括:
利用所述SAR卫星纬度和所述SAR卫星经度,通过公式确定当前世界时间变量的SAR卫星单位位置矢量er;
利用所述SAR卫星工作视角、所述SAR卫星单位位置矢量和所述SAR卫星轨道平面单位法向矢量,通过公式ep=-cosθLer-sinθLen,确定SAR卫星信号传播单位矢量ep;
利用所述地球半径、所述SAR卫星轨道高度和所述SAR卫星工作视角,通过公式计算SAR卫星与照射目标之间的距离r;式中,m表示第一中间参量,m=-2(R0+H)cosθL,n表示第二中间参量,n=2R0H+H2;
利用所述地球半径、所述SAR卫星轨道高度、所述SAR卫星单位位置矢量、所述SAR卫星与照射目标之间的距离和所述SAR卫星信号传播单位矢量,通过公式确定零法拉第旋转角时地...
【专利技术属性】
技术研发人员:曾虹程,陈杰,王鹏波,杨威,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。